Упражнение 1. Определение увеличения микроскопа.

Оптический микроскоп

Цель:Изучение устройства оптических приборов

Задача:Определить увеличение микроскопа при различных объективах и окулярах, определить числовую апертуру микроскопа и оценить минимальный разрешимый объект.

Принадлежности:Микроскоп с осветителем, объективный микрометр, рисовальный аппарат, столик, линейка.

Для рассмотрения очень мелких предметов нужно искусственно увеличить угол зрения, что достигается с помощью микроскопа. Описание устройства и теорию микроскопа можно найти в «Физическом практикуме» под редакцией Ивероновой В.И. (стр.564-569). Ход лучей микроскопа показан на рис.1.

Рассматриваемый предмет OP помещается перед фокусом объектива в непосредственной близости от него. Увеличенное обратное изображение предмета , даваемое объективом, рассматривается через окуляр как через лупу. Окуляр располагается таким образом, чтобы мнимое увеличенное изображение предмета оказалось на расстоянии наилучшего зрения от глаза ( d=25см ).

Размер изображения , даваемого объективом, будет равен

, где , где (1)

где - фокусное расстояние объектива. Размер мнимого изображения предмета согласно формуле, выражающей увеличение лупы, будет равен

(2)

где - фокусное расстояние окуляра.

Согласно (1) (3).

Линейное увеличение микроскопа будет (4)

Где - расстояние между задним фокусом объектива и передним фокусом окуляра (оптическая длина микроскопа). Угловое увеличение микроскопа определяется формулой

(5)

где и углы зрения изображения и предмета .

Так как , , следовательно, (6).

Из формулы (4) видно, что для получения больших увеличений нужно уменьшить фокусные расстояния объектива и окуляра. Для достижения теоретически беспредельного увеличения радиусы кривизны поверхностей, вместе с ними и все геометрические размеры используемых линз должны стремиться к нулю. Это, конечно, является невыполнимой задачей.

С другой стороны, наименьший наблюдаемый размер объекта для оптического микроскопа ограничивается длиной волны видимого света. В любом случае из-за явления дифракции света объект должен иметь размеры, существенно превышающие длину волны синего цвета, которая примерно равна 400 нм = 0,4 мкм. Для изучения более мелких объектов используются электронные микроскопы, увеличение которых достигает нескольких 10000 крат.

Упражнение 1. Определение увеличения микроскопа.

Известный по размеру объект (проволоку диаметром d = 0,225мм) поместить в поле обзора микроскопа, найти и сфокусировать изображение при откинутом дополнительном окуляре рисовальной приставки. Постепенно вращая кремальерный винт, меняя высоту тубуса микроскопа, добиться четкого изображения объекта. Затем, поставив на столик масштабную линейку, дополнительный окуляр рисовальной приставки надвинуть на окуляр микроскопа. Отрегулировать угол поворота зеркала рисовальной приставки. При этом через окуляр наблюдатель видит совмещенное двойное изображение объекта (проволоки) и масштабной линейки. Измерить линейкой толщину изображения проволоки. Очевидно, увеличение микроскопа будет

(*)
Упражнение заключается в определении увеличения для различных комбинаций двух объективов и двух окуляров. С каждой парой объектива и окуляра проделать не менее трёх измерений. Из полученных результатов взять среднее арифметическое значение. Зная линейное увеличение микроскопа нетрудно определить размеры предметов, например своего волоса. Результаты занести в таблицу

Указания к выполнению работы:

1. Подготовить таблицу экспериментальных данных.

d=_________, толщина проволоки.

2. Измерить толщину проволоки с помощью штангенциркуля.

3. Поместить проволоку на столик микроскопа.

4. Направить объектив 8х на столик.

5. Поместить в тубус микроскопа первый окуляр.

6. С помощью осветительного зеркальца добиться яркости изображения.

7. Постепенно вращая кремальерный винт (меняя высоту тубуса микроскопа) добиться четкого изображения объекта.

8. Надвинуть дополнительный окуляр рисовальной приставки на основной окуляр.

9. Регулируя угол поворота зеркала рисовальной приставки совместить изображение проволоки с изображением листка белой бумаги помещенного на подставку сбоку микроскопа.

10. В трех местах на листке отметить толщину проволоки, затем измерить линейкой.

11. Повторить с 6-10 пункты для второго окуляра.

12. Повторить с 5-11 для объектива 40х.

13. Вычислить средние значения для толщин изображений проволоки.

14. По формуле (*) найти увеличение микроскопа.

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском по сайту: